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文檔簡介
轉向液壓缸體加工工藝與編程【摘要】液壓閥閥體結構當中設計有許多的孔系,例如閥芯、油道孔、溝通油道孔等。這些孔常處于高壓之下,它們中一些還需要密封,因此對直線度、粗糙 度及尺寸公差等有較高的要求,其加工質量亦會直接影響到液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。本文以鑄鐵材料的液壓閥閥體為例,針對閥體中典型孔的加工特點及其難點,通過采用數(shù)控加工技術,不僅能提高了孔的加工質量,而且還可以大大提高加工效率,從而降低單件的加工成本,對其他閥體加工具有借鑒意義。【關鍵詞】:液壓閥;閥體孔;孔端面;加工;刀具目錄引言1一、轉向液壓缸體加工工藝分析2(一)零件圖的加工內容和工藝要求分析2(二)制定數(shù)控加工工藝方案2二、加工設備用及工序卡制定3 三、人工程序編制5(一)右端加工數(shù)控程序編制5(二)左端加工數(shù)控程序編制6總結9參考文獻10謝辭11引言在液壓系統(tǒng)中,液壓閥的作用是控制油液的壓力、油液的流量、油液的流動方向。液壓閥按機能分類可分為三大類:壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。一般情況下,液壓閥與電磁配壓閥組合使用,能夠遠程控制水管路系統(tǒng)、汽管理系統(tǒng)和油管路系統(tǒng)的通斷。壓力控制閥和流量控制閥是通過控制通流截面和局部阻力來調節(jié)油液壓力和流量,而方向閥則是通過改變油液通流通道來調節(jié)油液的流動方向。由此可說,液壓閥的樣式種類很多,但是它們之間還是存在許多相同點。壓力控制閥可分為溢流閥、平衡閥、減壓閥、緩沖閥等;流量控制閥可分為調速閥、節(jié)流閥、分流閥、集流閥、分流集流閥;方向閥可分為換向閥、行程減速閥、比例方向閥、單向閥、液控單向閥。下面簡單闡述一下流量控制閥的各種分類。(1)調速閥:在載荷壓力變化的情況下,通過調節(jié)油液流速來保持節(jié)流閥的流量不變;(2)節(jié)流控制閥:在載荷壓力變化不大和運動均勻性要求不高的情況下,通過調節(jié)節(jié)流口面積來控制執(zhí)行元件的運動速度基本上保持穩(wěn)定;分流控制閥:分流閥也可細分為等量分流閥或比例分流閥。其作用是在同一個油源中不論載荷大小,讓兩個執(zhí)行元件得到相等流量或按比例分配的流量。集流控制閥:作用與分流控制閥相反,其作用是按比例分配集流控制閥的流量。分流集流控制閥:根據(jù)字面意思也能猜到其具有集流控制閥分流控制閥的功能。液壓缸又稱做油缸,是一種能量轉換裝置,能夠將液壓能轉換成機械能,其作用是驅動工作機構做直線或者小于360的回轉運動。液壓缸輸出力和活塞有效面積、液壓缸兩邊的壓差成正比關系,直線運動式執(zhí)行元件。液壓缸基本由以下幾部分結構裝置組成:缸蓋、油缸、活塞桿、活塞、緩沖裝置、密封裝置與排氣裝置組成。液壓缸按照結構可分為三類:柱塞式、擺動式、活塞式。液壓缸應用十分廣泛,其結構簡單、工作可靠、在使用過程中可以單個使用還可以與齒輪、連桿、杠桿、棘輪、凸輪等組合起來完成特殊功能。目前液壓傳動與控制已經廣泛應用于機床傳動系統(tǒng)中,例如數(shù)控機床的液壓冷卻系統(tǒng),液壓裝夾系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)等;除了工程機械,液壓缸也帶動了農業(yè)的發(fā)展,比如收割機、播種機、施肥機等;中國的軍工業(yè)能有今天的成就,液壓系統(tǒng)也做出了重要貢獻,比如國產殲15、殲20就采用了我國設計的液壓系統(tǒng)。科技的飛速發(fā)展、創(chuàng)新產品越來越多。計算機技術、自動控制技術都帶動著液壓系統(tǒng)發(fā)展。液壓缸在工業(yè)機械、工程建筑機械、自動化制造等是不可缺少的。在未來的發(fā)展中,液壓系統(tǒng)將向高效率、高精度、小型化、輕量化方向發(fā)展,為了長期穩(wěn)定的發(fā)展,設計師們必須重視液壓缸在使用過程中出現(xiàn)的故障、從而有效的改進和創(chuàng)新。一、轉向液壓缸加工工藝分析(一)零件圖的加工內容和工藝要求分析在液壓系統(tǒng)中,液壓缸是重要的執(zhí)行元件,它的技術要求和加工精度決定了裝備的制造水平。液壓缸的加工精度主要是指加工尺寸精度和表面粗糙度。本文中國將以液壓缸的加工為實例,進行加工工藝分析。根據(jù)零件圖紙分析,最大直徑180,長度581,采用最大外徑D與及最大長度L之比,其比例L/D5,來區(qū)分短軸類、長軸類零件。本文中的零件屬于短軸套筒類零件。它與長套筒類的的加工方法有很大的區(qū)別。在裝配時,液壓缸內孔與活塞外圓想配合, 其型位精度、尺寸精度、表面粗糙度都有很高的要求。其詳細加工工藝分析如下:1.外圓和內孔的加工工藝分析外圓直徑加工的表面粗糙度Ra為3.2m。孔作為套筒類零件支承或導向的主要表面,表面粗糙度Ra為1.6m。內孔表面必須光潔,無刀具震動刀紋。左、右兩端面表面粗糙度Ra為1.6m。2.形狀精度要求此零件的形位公差要求就高,外圓與內孔的形位公差要求如下:內孔的圓柱度公差為0.05mm。(二)制定數(shù)控加工工藝方案1.確定加工方案用鉆頭粗加工內孔,該零件內孔的粗加工采用鉆孔,精加工內孔時可以采用精鏜車和精加工車刀,該零件采用精加工車刀就能到到達技術要求。該液壓缸內孔的表面粗糙度質量要求較高,精加工內孔時內孔時需選擇合理的轉速和進給速度。在實際生產中,根據(jù)產品的實際要求,很多套筒類零件的最后一道工序是精細鏜、珩磨、研磨等精加工工序。內孔經滾壓后,加工表面光滑,尺寸公差也能達到-0.01mm至+0.01mm以內,表面粗糙度Ra能達到0.16m甚至更小,而且能夠提高表面硬度,在使用過程中更耐磨。2. 劃分加工階段該液壓缸的加工可大致分為三個加工階段:1.外圓粗車、端面粗車;2.鉆孔、粗車內孔;3.外圓精車,端面精車,內孔精車。3. 選擇定位基準該液壓缸的壁薄,為了確保內孔和外圓的同軸度要求,外圓加工時采用套筒類零件的裝夾方案。內孔加工是需采用深孔加工時的裝夾方法,多采用一夾一端,另一端用中心架支承外圓。為了保證內孔與外圓的同軸度,以及端面與內孔軸線的垂直度要求,除了采用合理的裝夾方案, 還需用百分表檢查端面和外圓的跳動度,跳動需滿足圖紙技術要求。4. 加工順序安排該液壓缸的加工必須按照一般軸套類零件的加工順序,比如粗加工后精加工、先主后次等。根據(jù)上述加工工藝要求可見,加工套筒零件外圓和內孔尺寸,一般情況下采用車削加工或鏜削加工;加工方案有多種,磨削加工也能達到加工精度,而且還能提高生產效率。內孔的加工方法要比外圓加工難,加工工藝要復雜些,需要考慮實際情況是否批量生產、零件的各尺寸和結構、以及零件的加工精度和表面粗糙度等要求、直徑和長度的比例等重要因素。對于內孔加工精度要求較高的實際情況,一般需要采用多種加工方法配合加工。為了達到液壓缸的尺寸精度和形位精度,加工內孔時,加工順序需遵循鉆孔半精車(半精鏜孔)精車(精鏜孔)滾壓孔(可選)。該液壓缸的加工工藝路線為選擇毛坯外圓粗加工和端面粗加工內孔半精加工內孔精加工外圓精加工、端面精加工。5. 工序加工余量、工序尺寸及其公差的確定(1) 毛坯190mm,長590mm,按照圖紙尺寸要求,端面粗車、外圓粗車、內孔鉆底孔、粗車內孔,粗加工時單邊余量留余量0.5mm、5mm、0.5mm;(2) 內孔精鏜后留余量0.15mm,鉸削(浮動鉸削)余量。(3) 按照圖紙要求,精加工外圓、長度、內錐孔車。二工設備選用及工序卡制定1.機床選用數(shù)控機床CK6140A,機床最大加工回轉體尺寸400mm,加工長度達1000mm。適用于盤類零件、軸類零件、套筒類零件的粗精加工,能夠車削回轉體零件、螺紋加工、內孔鏜削等。數(shù)控系統(tǒng)為FANUC Oi-mate 系統(tǒng),中文液晶顯示及圖形軌跡顯示。可實現(xiàn)恒速切削和無級調速,主軸轉速范圍50 3000轉/每分鐘,主電機功率7.5kw,全數(shù)字交流伺服閉環(huán)控制。進給軸X、Z, Z快移速度8 m/min,X軸快移速度4m/min, X/Z軸重復定位精度0.005/0.01mm。機床加工尺寸精度IT6IT7,表面粗糙度可達Ra1.6m,圓柱度0.02mm/300mm,圓度0.004mm,平面度0.020mm/300mm。機床配置六工位刀架,刀具安裝尺寸2020;手動尾座,手動卡盤。根據(jù)該機床的各項參數(shù)可以看出能夠能夠完成該液壓缸的加工。2. 刀具的選擇在單件小批量生產中,才采用接長麻花鉆在普通車床或轉塔車床上進行深孔加工。有些零件需要進行兩次裝夾,從兩端鉆孔。深孔加工時,高壓注入冷卻液給鉆頭冷卻,鉆頭需要多次退出來有效的排除切屑。使用這種鉆削方式的勞動強度、生產效率很低。因此在批量生產中,一般采用深孔鉆頭和深孔鉆床進行加工。表3-1 刀具選用刀具號刀具類型刀片規(guī)格刀桿備注T01外圓車刀(粗車)CCMT1204082025刀尖60T02外圓車刀(精車)VBMT1103022025刀尖60T03內孔車刀(粗車)CDMT11T3021315刀尖60T04內孔車刀(精車)VBMT1103021315刀尖60T05鉆頭直徑115mm3.夾具的選用裝夾采用三爪自定心卡盤,裝夾右端外圓加工左端外圓。加工坐標系建在工件右端面上。裝夾左端加工右端:手動加工右端面以保證工件的總長度95mm、手工鉆中心孔。為了避免撞刀,裝夾工件時需注意裝夾長度,采用一夾一頂來進行外圓家加工、外圓槽加工。4. 加工工序卡片結合上述工藝設計,填寫加工工序卡見表3-2。表3-2零件號程序編號使用機床夾具材料001CAK6140VA三爪卡盤、頂尖45鋼安裝工步工步內容刀具主軸轉速(r/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)備注裝夾右端加工左端1內孔鉆底孔T051000.22粗車車端面和外圓T038000.213外圓精車至要求T0215000.10.54外圓槽車削至要求T056000.054兩個補償5內孔粗車T038000.11夾持左端加工右端6內孔精車至要求T0210000.060.57右端外圓和端面粗車T038000.218右端面和外圓精至要求T0215000.060.25三、人工程序編制(一)右端加工數(shù)控程序編制左端面手動加工,見光后,粗精加左端內孔135,粗加工125加工程序如下:O5101;主程序名N01 G54 G90 G98 G40 G00 X200 Z100; 換刀點N01 G30 U0 W0; 原點復位T0303;N02 M3 S800; 主軸轉速800轉/分鐘;采用T01粗車刀N03 G43 G0 X116 Z2; 循環(huán)起點N04 G71 U1.0 R1.0;定義G71粗車循環(huán),切削深度lmm,退刀量lmm N05 G71 P06 Q09 U0.5 W0.25 F0.2 S800;粗車主軸轉速800r/min,進給率0.2mm/rN06 G00 X135.0 Z1;程序段號N18到N30定義精車削刀具軌跡N07 G01 W-99 F0.1;精車左端內孔135N08 U-11; N09 W-200; 粗車內孔125至126,長200mm,留余量1mmT0202; 調02號精車刀N36 G70 P06 Q09; 粗車后精車削N10 M5: 主軸暫停N11 M0; 程序暫停N13 G54 G90 G98 G40 G00 X200 Z100; 換刀點N14 G30 U0 W0; 原點復位N15 M3 S800; 主軸轉速800轉/分鐘;采用T01粗車刀N16 G43 G0 X181 Z2; 循環(huán)起點N17 G71 U1.0 R1.0;定義G71粗車循環(huán),切削深度lmm,退刀量lmm N18 G71 P18 Q30 U0.5 W0.25 F0.2 S800;粗車主軸轉速800r/min,進給率0.2mm/rN19 G00 X181.0;程序段號N18到N30定義精車削刀具軌跡N20 G01 Z-99 F0.1;精車左端外圓180N21 U-15; 精車外圓150左端側面N22 Z-260; 精車外圓150N23 U15; 精車外圓150右端側面N24 Z-50; 精車外圓180N25 T0202; 調02號精車刀N26 G70 P18 Q30; 粗車后精車削N27 M5: 主軸暫停N28 M0; 程序暫停N29 M30;(二)左端加工數(shù)控程序編制右端面手動加工至尺寸要求長度581mm,保證公差范圍內,粗精加右端內孔125,右端外圓180,150加工程序如下:O5101;主程序名N01 G54 G90 G98 G40 G00 X200 Z100; 換刀點N01 G30 U0 W0; 原點復位T0303;N02 M3 S800; 主軸轉速800轉/分鐘;采用T01粗車刀N03 G43 G0 X126 Z2; 循環(huán)起點N04 G71 U1.0 R1.0;定義G71粗車循環(huán),切削深度lmm,退刀量lmm N05 G71 P06 Q09 U0.5 W0.25 F0.2 S800;粗車主軸轉速800r/min,進給率0.2mm/rN06 G00 X125.0 Z1;程序段號N18到N30定義精車削刀具軌跡N07 G01 W-300 F0.1;精車左端內孔135N08 U-11; N09 W-490;粗車內孔125至尺寸,留余量1mmT0303; 調03號精車刀G70 P06 Q09;粗車后精車削N10 M5: 主軸暫停N11 M0; 程序暫停N12 T0303 粗精加右端外圓,加工程序如下:N13 G54 G90 G98 G40 G00 X200 Z100; 換刀點N14 G30 U0 W0; 原點復位N15 M3 S800; 主軸轉速800轉/分鐘;采用T03粗車刀N16 G43 G0 X181 Z2; 循環(huán)起點N17 G71 U1.0 R1.0;定義G71粗車循環(huán),切削深度lmm,退刀量lmm N18 G71 P18 Q25 U0.5 W0.25 F0.2 S800;粗車主軸轉速800r/min,進給率0.2mm/rN19 G00 X181.0;程序段號N18到N30定義精車削刀具軌跡N20 G01 Z-12 F0.1;精車左端外圓180N21 U-20;N22 G03 X150 Z-17 I-10 K-5 R5; (圓弧加工)N23 G01 W150;N24 G03 X160 Z-177 I10 K-5 R5; (圓弧加工)N25 G01 X181;N26 T0202; 調02號精車刀N27 G70 P18 Q25; 粗車后精車削N28 M5: 主軸暫停N29 M0; 程序暫停N30
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